肌肉收缩由肌节的分子机制驱动。由于磷酸化是肌肉功能的关键调节器,因此鉴定调节性激酶对于了解肌节生物学非常重要。α激酶 3 ( ALPK3 ) 的致病变异会导致心肌病和肌肉骨骼疾病,但人们对这种非典型激酶知之甚少。在这里,我们表明 ALPK3 是肌节 M 带的重要组成部分,并定义了 ALPK3 依赖性磷酸化蛋白质组。ALPK3 缺乏会损害人类心脏类器官和携带致病性截短 Alpk3 变异的小鼠心脏的收缩力。ALPK3 依赖性磷酸肽富含 M 带的肌节成分和泛素结合蛋白 sequestosome-1 (SQSTM1)(也称为 p62)。 ALPK3 相互作用组分析证实了其与 M 带蛋白(包括 SQSTM1)的结合。在模拟心肌病 ALPK3 突变的人类多能干细胞衍生心肌细胞中,SQSTM1 的肌节组织和 M 带定位异常,这表明该机制可能是疾病发病机制的基础。
阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和亨廷顿氏病可能是由增强蛋白质聚集的突变引起的,但是我们对这些途径的分子参与者的了解还不够,无法开发出治疗这些毁灭性疾病的方法。在这里,我们筛选可能增强秀丽隐杆线虫聚集的突变,以研究防止失调稳态的机制。我们报告说,气孔素同源物 UNC-1 激活 ASJ 感觉/内分泌神经元中磺基转移酶 SSU-1 的神经激素信号传导。ASJ 中产生的一种假定激素靶向核受体 NHR-1,后者在肌肉中自主作用于细胞,调节多聚谷氨酰胺重复 (polyQ) 聚集。第二个核受体 DAF-12 起着与 NHR-1 相反的作用,以维持蛋白质稳态。 unc- 1突变体的转录组学分析揭示了参与脂肪代谢的基因表达的变化,这表明由神经激素信号传导控制的脂肪代谢变化有助于蛋白质稳态的维持。此外,参与已鉴定信号通路的酶是治疗由蛋白质稳态破坏引起的神经退行性疾病的潜在靶点。
睡眠和昼夜节律功能障碍是阿尔茨海默氏病(AD)的常见临床特征。越来越多的证据表明,除了症状外,睡眠障碍还可以推动神经退行性的进展。蛋白质聚集是AD的病理标志;然而,睡眠如何影响蛋白质的分子途径仍然难以捉摸。在这里,我们证明了睡眠调制影响蛋白质的蛋白质和神经退行性的果蝇模型中的神经退行性的进展。我们表明睡眠剥夺增强了TAU聚集毒性,导致突触变性加剧。相比之下,通过调节的自噬液和泛素化的tau的清除率增强了神经元的毒性tau降低,导致神经元的毒性tau缩减减少,这表明质量的蛋白质处理和清除率导致了证明的突触完整性和功能。这些发现突出了睡眠与蛋白质稳态调节之间的复杂关系与增强睡眠治疗剂的神经保护潜力,以减慢或延迟神经变性的发展。
抽象的体细胞年龄和死亡,但细菌谱系是不朽的。在秀丽隐杆线虫中,种系永生涉及每一代开始时的蛋白质结构,当时卵母细胞成熟信号触发了精子的卵母细胞成熟信号触发碳苯链蛋白和蛋白质聚集物的清除。在这里,我们在全基因组RNAi筛选的背景下探索了这种蛋白质抗体更新的细胞生物学。卵母细胞成熟信号通过溶酶体酸化引发蛋白质聚集的去除。我们的发现表明,溶酶体由于内质网活性的变化而被酸化,允许溶酶体V-ATPase组装,这又允许溶酶体通过微嗜碱性脂蛋白清除聚集体。我们为线粒体定义了两个函数,它们似乎都独立于ATP生成。屏幕上的许多基因还调节体内的溶酶体酸化和年龄依赖性蛋白质聚集,这表明种系中蛋白质的更新与体细胞寿命之间存在基本的机械联系。
抽象新合成的蛋白质是从核糖体出口隧道中涌现出来的未折叠多肽。将这些新生的链折叠成天然构象,对于蛋白质功能和防止行驶的相互作用至关重要,从而触发错误折叠和危害蛋白质组稳定性。但是,实现正确的3D结构是暴露于细胞质中高浓度分子的新生链的主要挑战。一般与核糖体相关的伴侣有助于各种新生肽的共转折叠。目前尚不清楚该“单尺寸合适”系统是否确保具有挑战性折叠路径的蛋白质表达,还是专门与核糖体相关的伴侣管理此类苛刻客户的折叠。在研究I中,我们研究了HSP70伴侣如何调节HSF1,这是一种转录因子,介导细胞对蛋白毒性应激的反应。我们证明了HSP70直接与HSF1结合,使其在非压力条件下保持潜在状态。蛋白质错误折叠,特别是新合成的蛋白质,将HSP70滴定,激活HSF1并诱导应力反应。因此,响应错误折叠蛋白的HSP70可用性是HSF1活性的关键调节机制。在研究II中,我们确定了一种专业的核糖体相关伴侣CHP1,该伴侣CHP1有助于EEF1A的共同折叠,这是一种高度丰富的多域GTPase,对于mRNA转化至蛋白质至关重要。删除CHP1导致EEF1A的快速蛋白水解,广泛的蛋白质聚集以及HSF1介导的应激反应的激活。最后,在研究III中,我们阐明了CHP1如何有助于EEF1A折叠和EEF1A折叠途径中伴侣作用的有序序列。我们发现CHP1与EEF1A G域的开关I区域中的α3螺旋结合,对于核苷酸结合至关重要,从而延迟了G域的核苷酸引导的折叠。随着EEF1A结构域II的合成开始,将基板转移到下游伴侣ZPR1以进行最终成熟。我们的结果提供了洞察共同翻译蛋白折叠的分子机制及其对蛋白质组稳定性的影响,以及对HSF1的调节,这是真核细胞中对蛋白质毒性应激的反应的中心介体。
摘要:巨型单层囊泡(GUV)的产生在各种科学学科,尤其是在合成细胞的发展中起关键作用。尽管存在许多用于GUV准备的方法,但经过修改的连续液滴界面交叉封装(CDICE)方法提供了简单性和高封装效率的优势。但是,该技术的一个重要局限性是囊泡的产生,具有较大的尺寸分布,无法控制所需的尺寸范围。这提出了一个关键问题:是否可以优化修改的CDICE方法以生产具有控制尺寸分布的GUV?在这项研究中,我们检查了两个实验参数的效果:CDICE室的旋转时间(T腐)和角频率(ω)在GUV的尺寸分布中。我们的结果表明,减少角频率或旋转时间将尺寸分布转移到较大的囊泡,从而实现有效的尺寸选择。这些发现得到了物理模型的进一步支持,该模型提供了对尺寸选择基础机制的见解。这项工作表明,可以通过直接调整系统参数来控制对GUV尺寸分布的控制。微调囊泡尺寸的能力为研究人员提供了一种强大的工具,用于开发可定制的用于合成生物学和相关领域的实验系统。关键字:GUV,合成细胞,CDICE,大小选择
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• Ubiquitin signalling • Ubiquitination, Deubiquitination & Ub-like modifications • Proteostasis & protein degradation pathways • Structure & function of UPS • UPS role in Human health & diseases • UPS in cancer & neurodegeneration • Autophagy/ Mitophagy & ERAD pathways • Unfolded Protein Responses & ER stress • Big Data Analytics in Proteomics &蛋白质的•蛋白质生物标志物和治疗靶标•UPS中的Protacs&Drug Discovery•合成生物学与蛋白质工程
引言维持蛋白质稳态(蛋白质稳定)对于正常的细胞功能至关重要,并且蛋白质失调的蛋白抑制剂与许多类型的癌症有关(1-3)。蛋白质症是由未折叠的蛋白质反应(UPR)调节的,该蛋白质反应(UPR)在内质网和线粒体中被激活以减轻各种细胞应激(4-6)。线粒体UPR(UPR MT)促进细胞适应普遍的线粒体应激。线粒体特异性伴侣和蛋白酶的UPR MT作用,以主导线粒体质量控制(3,7-10)。线粒体伴侣 - 一种活性对于在线粒体中正确折叠和展开的蛋白质的折叠至关重要。两个伴侣系统,热休克蛋白60(HSP60)和线粒体HSP70(MTHSP70),促进线粒体基质(11-16)中的蛋白质折叠功能。相关,MTHSP70与HSP10(HSP60的辅助因子)合作,以促进成熟HSP60复合物的组装(17)。在哺乳动物细胞中已经鉴定出超过26个线粒体蛋白酶,其中LON肽酶1(LONP1)和酪蛋白溶解蛋白酶P(CLPP)发挥了突出作用(6)。这些蛋白酶降解
